第一章 引言
在迅猛发展的汽车电子背景下,为了培养学生获取知识,应用知识的能力及创新意识,国内于2007年8月份举办第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛,该比赛是以飞思卡尔之汽车用微控制器芯片MC9S12DG128B作为智能模型车的主控芯片,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的大学生课外科技创意性比赛。组委会提供一个标准的汽车模型、单片机HCS12开发板,直流电机和可充电式电池,参赛队伍要制作一个能够自主识别路线的智能车,在专门设计的跑道上自动识别道路行驶,综合赛车单圈最短时间、技术报告质量等项的分数进行最终的评奖。制作智能车,需要参赛队伍学习和应用组委会提供的嵌入式软件开发工具软件codewarrior和在线开发手段,自行设计和制作可以自动识别路径的方案、电机的驱动电路、模型车的车速传感电路、模型车转向伺服电机的驱动以及微控制器MC9SDG128B控制软件的编程,等等。
本智能车的主要控制电路部分由电源管理电路,自动识别路径电路,电机驱动电路,车速传感器电路以及舵机控制电路组成,由于在制作过程中需要使用由组委会统一提供的控制芯片MC9S12DG128B,电机以及舵机,所以我们在设计中只需要根据规定使用部件的型号和性能选择最佳的电路就可以了。其实每一部分电路我们都是通过不同的方案论证与实验后,根据电路简单,性能优越的原则选择符合要求的最佳方案;由于实现自动设别路径功能的硬件电路技术相对比较成熟,所以我们把提高智能车的快速性和稳定性的主要精力放在设计算法上,根据资源的优化配置,良好的执行效果和可读性强的原则设计出比较优越的控制程序。硬件与软件的详细的设计过程和思路将在后续章节中论述!第二章主要介绍制作的主要思路及结构,第三、第四章介绍硬件电路的设计及机械结构的安装和固定,第五章着重分析小智能车的控制算法,第六章就是分析在在制作过程中遇到的问题和解决的方法,并提出小车控制方面的一些改进措施,在说明我们设计的智能车的主要性能参数。
由于之前并没有使用过的组委会要求使用的MC9S12DG128B控制芯片,为了熟悉该芯片的使用及最优化使用该芯片的资源,除了充分利用组委会提供的单片机嵌入式应用的在线开发方法一书外,还翻阅了大量的其它资料,主要的资料来源于相关技术网站的公开资料,多以PDF格式存在!当然,为了设计出更加高效的算法,主要是PD算法,还参考了很多关于控制算法方面的相关文献,通过细读这些文献,对我们的设计算法起到了非常关键的作用,对于我们参赛队员而言也是受益非浅的!具体参考的文献资料名称将附在本技术报告的正文后面!
本次大赛的准备时间比较长,每一个参赛队都经过差不多一个学期的努力。我们队员三人在老师的指导下,本着“科技创新,实用至上”的理念,经过无数个日夜,克服重重困难,终于顺利完成了智能车的制作!八月,所有参赛队齐聚上海交大,一决胜负!你快,我更快!


